材料力学拉伸与压缩课件_3.ppt

《材料力学》 拉伸与压缩 第2章(1) 拉伸与压缩 主讲：李晓川 建筑工程学院 力学教研室 拉伸与压缩 轴向拉伸与压缩的概念和实例 轴向拉伸或压缩时横截面上的内力和应力 直杆轴向拉伸或压缩时斜截面上的应力 材料拉伸时的力学性能 材料压缩时的力学性能 温度和时间对材料力学性能的影响(课外阅读) 失效、安全系数和强度计算 轴向拉伸或压缩时的变形 轴向拉伸或压缩的应变能(课外阅读) 拉伸、压缩超静定问题 温度应力和装配应力 应力集中的概念 拉伸与压缩 轴向拉伸与压缩的概念和实例 轴向拉伸或压缩时横截面上的内力和应力 直杆轴向拉伸或压缩时斜截面上的应力 材料拉伸时的力学性能 材料压缩时的力学性能 温度和时间对材料力学性能的影响(课外阅读) 失效、安全系数和强度计算 轴向拉伸或压缩时的变形 轴向拉伸或压缩的应变能(课外阅读) 拉伸、压缩超静定问题 温度应力和装配应力 应力集中的概念 一、工程实例 一、工程实例 一、工程实例 一、工程实例 二、轴向拉伸与压缩的概念 1. 轴向载荷——载荷作用线位于杆轴上。 三、轴向拉伸与压缩的计算简图 四、拉压杆 轴向拉伸与压缩 拉伸与压缩 轴向拉伸与压缩的概念和实例 轴向拉伸或压缩时横截面上的内力和应力 直杆轴向拉伸或压缩时斜截面上的应力 材料拉伸时的力学性能 材料压缩时的力学性能 温度和时间对材料力学性能的影响(课外阅读) 失效、安全系数和强度计算 轴向拉伸或压缩时的变形 轴向拉伸或压缩的应变能(课外阅读) 拉伸、压缩超静定问题 温度应力和装配应力 应力集中的概念 一、轴向拉伸或压缩时横截面上的内力 轴向拉伸与压缩 问题：如何描述不同截面的轴力既简单又直观？ 方法：1. 临用时逐个截面计算； 2. 写方程式； 3. 画几何图线—— 轴力图。 1. 与杆平行对齐画 2. 标明内力的性质（FN） 3. 正确画出内力沿轴线的变化规律 4. 标明内力的符号 5. 注明特殊截面的内力数值（极值） 6. 标明内力单位 1. 变形特点 2. 平面假设 杆件的任意横截面在杆件受力变形后仍 保持为平面，且与轴线垂直。 3. 应变分布 由平面假设，轴向应变分布是均匀的。 5. 应力公式 由平衡关系，横截面上 τ = 0 因此，拉压杆横截面上只存在正应力。 静力学关系 6.圣维南（Saint-Venant）原理：等效力系只影响荷载作用点附近局部区域的应力和应变分布。 轴向拉伸与压缩 拉伸与压缩 轴向拉伸与压缩的概念和实例 轴向拉伸或压缩时横截面上的内力和应力 直杆轴向拉伸或压缩时斜截面上的应力 材料拉伸时的力学性能 材料压缩时的力学性能 温度和时间对材料力学性能的影响(课外阅读) 失效、安全系数和强度计算 轴向拉伸或压缩时的变形 轴向拉伸或压缩的应变能(课外阅读) 拉伸、压缩超静定问题 温度应力和装配应力 应力集中的概念 拉压杆横截面上没有切应力，只有正应力，斜截面上是否也是这样？为什么要研究斜截面上的应力情况？ 思考题 拉压杆横截面上的内力只有轴力，因此，横截面上只存在正应力，没有切应力。 拉压杆横截面上的正应力是均匀分布的,即 σ = FN /A 拉压杆的斜截面上一般既有正应力，又有切应力。 正应力最大值位于横截面上，数值为 σ ；切应力最大值在与轴线成45°角的截面上，数值为 σ/2. 拉压杆内只有正应力，没有切应力，这种说法是否正确？说说理由。 拉伸与压缩 轴向拉伸与压缩的概念和实例 轴向拉伸或压缩时横截面上的内力和应力 直杆轴向拉伸或压缩时斜截面上的应力 材料拉伸时的力学性能 材料压缩时的力学性能 温度和时间对材料力学性能的影响(课外阅读) 失效、安全系数和强度计算 轴向拉伸或压缩时的变形 轴向拉伸或压缩的应变能(课外阅读) 拉伸、压缩超静定问题 温度应力和装配应力 应力集中的概念 一、力学性能 1.力学性能——又称机械性能，指材料在外力作用下表现出的破坏和变形等方面的特性。 2.研究力学性能的目的——确定材料破坏和变形方面的重要性能指标，以作为强度和变形计算的依据。 3.研究力学性能的方法——试验。 ①弹性阶段 比例阶段：σ ≤ σp 虎克定律（Hooke） σ = Eε E——弹性模量（Young） 单位：N/㎡, GPa ②屈服阶段 特点：材料失去抵抗变形的能力——屈服(流动） 特征应力：屈服极限σs